DE3225131A1

DE3225131A1 - FUEL INJECTION NOZZLE

Info

Publication number: DE3225131A1
Application number: DE19823225131
Authority: DE
Inventors: Dorian Farrar Burnham Buckinghamshire Mowbray
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1981-07-09
Filing date: 1982-07-06
Publication date: 1983-01-27
Also published as: ES8308394A1; FR2509382B1; US4418870A; FR2509382A1; ES513817A0; IT8222138A0; JPS5815759A; IT1154020B; BR8203965A

Description

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BESCHREIBUNG;- 3 - ■
DESCRIPTION;

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzdüse mit einem durch Druckflüssigkeit betätigbaren, in einer einendig eine Sitzfläche aufweisenden Bohrung verschieblichen Ventilkörper, der im Zusammenwirken mit der Sitzfläche einen Kraftstoffluß vom Einlaß zum Auslaß sperrt, wobei er durch elastische Mittel gegen die Sitzfläche gedrückt ist, und mit einer Kanuner, in der über ein Ventil eine Fläche mit Kraftstoff beaufschlagbar ist, wobei eine die Wirkung der elastischen Mittel unterstützende Kraft gebildet wird.The invention relates to a fuel injector with one that can be actuated by hydraulic fluid and is displaceable in a bore having a seat at one end Valve body which, in cooperation with the seat surface, allows fuel to flow from the inlet to the outlet locks, being pressed against the seat surface by elastic means, and with a Kanuner in the over a valve can be acted upon by fuel over a surface, one supporting the action of the elastic means Force is formed.

Eine Düse dieser Art ist nach der Beschreibung der GB-PS 14 12 413 bekannt? bei dieser Düse befindet sich die vorerwähnte Fläche an einem Druckteil oder an einem Kolben, der zwischen der Feder und dem Ventilkörper angeordnet ist. Zur Zuführung des Kraftstoffes unter Druck findet ein einfaches Einwegventil Verwendung. Das der erwähnten Fläche gegenüberliegende Ende des Druckteils bzw. Kolbens ist wie auch das angrenzende Ende des Ventilkörpers dem Ablaufdruck ausgesetzt. Bei dieser AusfUhrungsform der Vorrichtung steigt der zum Anheben des Ventilkörpers von einem Sitz ° erforderliche Druck an, wenn der Spitzendruck des Kraftstoffs im Einlaß zunimmt. Dieser Druck ist daher als der Düsenöffnungsdruck bekannt. Nunmehr besteht die Forderung, daß der Düsenöffnungsdruck über einen Teil des Geschwindigkeitsbereiches der mit voller Kraftstoffmenge betriebenen Maschine auf einen Höchstwert steigt. Der Düsenöffnungsdruck soll im wesentlichen konstant sein, wenn die Maschii.engeschwindigkeit weiterhin bis auf ihren zulässigen Höchstwert ansteigt.A nozzle of this type is known from the description of GB-PS 14 12 413? In this nozzle, the aforementioned surface is located on a pressure part or on a piston which is arranged between the spring and the valve body. A simple one-way valve is used to supply the fuel under pressure. The end of the pressure part or piston opposite the surface mentioned is, like the adjoining end of the valve body, exposed to the discharge pressure. In this embodiment of the device the pressure required to lift the valve body from a seat ° pressure increases when the peak pressure of the fuel increases in the inlet. This pressure is therefore known as the nozzle opening pressure. The requirement now is that the orifice pressure increase to a maximum value over part of the speed range of the full fuel engine. The nozzle opening pressure should be essentially constant if the machine speed continues to rise to its maximum permissible value.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine DüseThe invention is therefore based on the object of a nozzle

der einleitend beschriebenen Art in einer einfachen und ge-of the kind described in the introduction in a simple and

eigneten Form auszubilden, so daß sie diesen Erfordernissen Rechnung trägt.suitable form so that it takes these requirements into account.

Demgemäß sieht die Erfindung bei einer Düse der einleitend beschriebenen Art vor, daß die Fläche bei einem mit dem Ventilkörper im Eingriff stehenden Kolben besteht, in welchem eine einendig zur Kammer hin offene Bohrung vorgesehen ist, die auf ihrer anderen Seite an einen Auslaß angeschlossen ist, und in der ein verschiebbares Ventilteil mittels einer Feder in Richtung auf die eine Seite der Bohrung derart gedrückt ist, daß seine Stellung in der Bohrung vom in der Kammer bestehenden Druck abhängt, während der Kolben und das Ventilteil einenden Einlaß mit dem Auslaß verbindenden Durchlaß bilden, durch den der Kraftstoffluss in die Kammer gesperrt ist, wenn der Kraftstoffdruck in ihr einen vorgegebenen Wert annimmt.Accordingly, the invention provides for a nozzle of the type described in the introduction that the surface in a with the Valve body is in engagement piston, in which a bore open at one end to the chamber is provided is, which is connected to an outlet on its other side, and in which a displaceable valve part means a spring is pressed in the direction of one side of the bore so that its position in the bore from pressure existing in the chamber depends, while the piston and the valve part connect the inlet to the outlet Form a passage through which the flow of fuel into the chamber is blocked when the fuel pressure in it is one assumes the specified value.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen veranschaulicht. Darin zeigen: 20An embodiment of the invention is illustrated below with reference to the drawings. Show in it: 20th

Figur 1 einen Querschnitt durch eine Düse von bekannter Ausführungsform, währendFigure 1 is a cross-section through a nozzle of a known type Embodiment while

Figur 2 einen Querschnitt eines Teils der in der er- ^ findungsgemäßen Weise ausgestalteten DüseFIG. 2 shows a cross section of part of the nozzle configured in the manner according to the invention

wiederaibt.rubbing again.

Macli Figur 1 besteht die Kraftstoffeinspritzdüse aus einem Düsenhalter 10, mit welchem der Düsenkopf 12 durch eineMacli Figure 1, the fuel injector consists of a Nozzle holder 10, with which the nozzle head 12 by a

überwurfmutter 11 verbunden ist. Im Düsenkopf ist eine Bohrung 13 vorgesehen, in der ein Ventilkörper 14 verschiebbar ist. Das dem Ventilkörper zugekehrte Ende der Bohrung steht über einen Kanal 15 mit einem Auslaß in Verbindung, der sich innerhalb des Düsenhalters 10 erstreckt; die andere Seite der Bohrung endigt in einer ringförmigenUnion nut 11 is connected. There is one in the nozzle head Bore 13 is provided in which a valve body 14 is displaceable. The end of the valve body facing Bore communicates via a channel 15 with an outlet which extends within the nozzle holder 10; the other side of the bore ends in an annular one

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ι Kammer 16, von der ein im Durchmesser verringerter Bohrungsabschnitt ausgeht, der einen Sitz für einen mit verringertem Durchmesser ausgeführten Abschnitt des Ventilkörpers 14 bildet. Auslaßöffnungen 17 gehen von der dünneren Seite dieses Bohrungsabschnittes aus, während die Kammer 16 von einem Einlaß über einen Kanal 18 im Düsenhalter 10 mit Kraftstoff versorgt wird. Während des Betriebes ist der Kraftstoffeinlaß an den Auslaß einer Kraftstoffeinspritzpumpe angeschlossen, welche die Kraft- ι Chamber 16, from which a bore section of reduced diameter extends, which forms a seat for a section of the valve body 14 designed with a reduced diameter. Outlet openings 17 emanate from the thinner side of this bore section, while the chamber 16 is supplied with fuel from an inlet via a channel 18 in the nozzle holder 10. During operation, the fuel inlet is connected to the outlet of a fuel injection pump, which the power

2Q stoffVersorgung in zeitlicher Beziehung zur Betriebsweise der zugehörigen Maschine übernimmt. Der Düsenhalter 10 ist mit einer weiteren Bohrung 19 versehen, in der ein Kolben 20 mit einem verlängerten Abschnitt den Ventilkörper 14 beaufschlagt. Die Bohrung 19 erstreckt sich in eine Kammer 21, die eine Schraubendruckfeder 22 aufnimmt, welche den Kolben 20 und damit gleichzeitig den Ventilkörper beaufschlagt, so daß letzerer auf seinem Sitz gehalten wird.2 Q material supply takes over in relation to the operating mode of the associated machine. The nozzle holder 10 is provided with a further bore 19 in which a piston 20 with an extended section acts on the valve body 14. The bore 19 extends into a chamber 21 which receives a helical compression spring 22 which acts on the piston 20 and thus at the same time the valve body so that the latter is held in its seat.

Wie Figur 2 zeigt, ist der Kolben 20 mit einer Bohrung 23 ausgeführt, deren eines Ende zur Kammer 21 hin offen ist, während ihr anderes Ende zum Raum zwischen dem Kolben und dem Ventilkörper offen 1st. Innerhalb der Bohrung 23 ist ein Ventilteil 24 verschieblich, welches mittels der Schraubendruckfeder 25 zwischen dem Ventilkörper 14 und der Bodenwandung der Bohrung 23 in Richtung auf die Kammer gedrückt wird.As FIG. 2 shows, the piston 20 has a bore 23 executed, one end of which is open to the chamber 21, while the other end to the space between the Piston and valve body is open. Within the bore 23, a valve part 24 is displaceable, which by means of the helical compression spring 25 between the valve body 14 and the bottom wall of the bore 23 in the direction is pressed on the chamber.

In die Bohrung 19 führt eine Öffnung 26, die in ständiger Verbindung mit dem Kanal 18.steht, zu welchem Zweck eine ringförmige Nut 27 in der Stirnseite des Düsenhalters 10 besteht. Der Kolben 20 besitzt eine in Längsrichtung ausgedehnte Umfangsnut 27A, die in ständiger Verbindung mit der Öffnung 26 steht und ihrerseits über eine Öffnung 28 in die Bohrung 23 führt.In the bore 19 leads an opening 26, which is in constant communication with the channel 18, for which purpose a annular groove 27 in the end face of the nozzle holder 10 is made. The piston 20 has a longitudinal direction extensive circumferential groove 27A, which is in constant communication stands with the opening 26 and in turn leads through an opening 28 into the bore 23.

Das Ventilteil 24 besitzt eine Umfangsnut 29, die über Kanäle im Ventilteil 24 mit der Kammer 21 verbunden ist. Ein Kugelventil 30 in einem der Kanäle begrenzt den Druck in der Kammer 21, wobei " erkennbar ist, daß während des Betriebes der Druck in der Kammer 21 bei einer Leckage allmählig abfällt.The valve part 24 has a circumferential groove 29 which is connected to the chamber 21 via channels in the valve part 24. A ball valve 30 in one of the channels limits the pressure in the chamber 21, whereby it can be seen that the pressure in the chamber 21 gradually falls during operation in the event of a leak.

Wenn für die Betriebsweise zunächst die Wirkung des Druckes in der Kammer 21 bei Zuführung von unter Druck stehendem Kraftstoff in die Kammer 16außer acht gelassen wird, wird eine Kraft auf den Ventilkörper ausgeübt, um ihn gegen die Wirkung der Feder 22 anzuheben, so daß Kraftstoff durch die Auslässe 17 strömen kann. So v/ie der Druck im Kanal 18 bei Beendigung der Kraftstoffzufuhr fällt, drückt die Feder 22 den Ventilkörper 14 auf seinen Sitz. Bei einem niedrigen Druck in der Kammer 21 v/ird das Ventilteil 24 von seiner Feder 25 in eine Stellung gedrückt, in welcher die öffnung 28 volle Verbindung mit der Nut 29 erlangt. Dies führt dazu, daß bei der Zufuhr von Kraftstoff über den Kanal 18 etwas Kraftstoff über die öffnung 28 in'die Nut 29 in die Kammer 21 gelangt, wobei sich das Kugelventil öffnet. Auf diese Weise wird in der Kammer 21 ein Druck aufgebaut. Zur Beendigung der Kraftstoffzufuhr schließt sich das Kugelventil 30 und verhindert einen Aus-Schluß von unter Druck stehendem Kraftstoff aus der Kammer 21. Der Vorgang wiederholt sich, bis ein Zeitpunkt erreicht ist, zu welchem die auf das Ventilteil 24 einwirkende Kraft ausreicht, um das Ventilteil 24 gegen die Wirkung der Feder 25 in eine Stellung zu heben in der eine Verbindung zwischen der öffnung 28 und der Nut 29 gesperrt ist. In dieser Lage fließt daher kein weiterer Kraftstoff in die Kammer 21. Der Druck des Kraftstoffs in der Kammer wirkt auf den Kolben 20 und damit auch auf das Ventilteil 24, um auf diese Weise eine Kraft zu erzeugen, welche die Wirkung der Feder 22 unterstützt. Der Höchstdruck, der in derIf, for the operating mode, the effect of the pressure in the chamber 21 when the pressurized fuel is fed into the chamber 16 is neglected, a force is exerted on the valve body to raise it against the action of the spring 22, so that fuel flows through the outlets 17 can flow. As soon as the pressure in the channel 18 drops when the fuel supply is terminated, the spring 22 presses the valve body 14 onto its seat. When the pressure in the chamber 21 is low, the valve part 24 is pressed by its spring 25 into a position, in which the opening 28 achieves full connection with the groove 29. As a result, when fuel is supplied via the channel 18, some fuel passes through the opening 28 into the groove 29 and into the chamber 21, the ball valve opening. In this way, a pressure is built up in the chamber 21. To terminate the fuel supply, the ball valve 30 closes and prevents the exclusion of pressurized fuel from the chamber 21. The process is repeated until a point in time is reached at which the force acting on the valve part 24 is sufficient to move the valve part To lift 24 against the action of the spring 25 into a position in which a connection between the opening 28 and the groove 29 is blocked. In this position, therefore, no further fuel flows into the chamber 21. The pressure of the fuel in the chamber acts on the piston 20 and thus also on the valve part 24, in order in this way to generate a force which supports the action of the spring 22. The maximum pressure in the

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Kainner 21 erhalten werden kann, hängt von der Fläche des Ventilteils 24 ab, die dem Druck ausgesetzt ist, und von der von der Feder 25 ausgeübten Kraft. Man kann daher erreichen, daß der Druck in der Kanuner 21 bis auf einen vorgegebenen Wert ansteigt und diesen Wert beibehält. Wenn der Spitzendruck im Kanal 18 wahrend der Kraftstoffzufuhr unter den Druck fällt, bei welchem das Ventilteil die Verbindung zwischen der Öffnung 28 und der Nut 29 sperrt, geht der Druck in der Kammer 21 wegen der Kraftstoff-Leckage jQ zurück.Kainner 21 can be obtained depends on the area of the Valve part 24, which is exposed to the pressure, and from the force exerted by the spring 25. One can therefore achieve that the pressure in the Kanuner 21 rises to a predetermined value and maintains this value. if the peak pressure in channel 18 during fuel delivery falls below the pressure at which the valve part blocks the connection between the opening 28 and the groove 29, the pressure in the chamber 21 drops because of the fuel leakage jQ.

In der Praxis kommt es dazu, daß der DÜsenöffnungsdruck auf einen vorbestimmten Wert ansteigt und dann im wesentlichen konstant bleibt unabhängig von einem Anstien des Spitzendruckes, der sich bei der KraftstoffVersorgung mittels der dazugehörigen Einspritzpumpe einstellt.In practice it happens that the nozzle opening pressure increases to a predetermined value and then substantially remains constant regardless of an increase in Peak pressure, which is found in the fuel supply by means of the associated injection pump.

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Claims

1.) Fuel injection nozzle with a valve body that can be actuated by hydraulic fluid kit and is displaceable in one end of a seat surface on a v / ei send bore, which, in cooperation with the seat surface, blocks a fuel flow from the inlet to the outlet, whereby it by elastic means against the Seat surface is printed and with a chamber in which a surface can be acted upon with fuel via a valve, whereby a force supporting the action of the elastic means is formed, characterized in that the areas in a piston engaging with a valve body (14) (20), in which a bore (23) open on one side to the chamber (21) is provided, which is connected to an outlet on its other side, and in which a sliding valve part (24) is provided by means of a spring (25) is pressed in the direction of one side of the bore (23) in such a way that its position in the bore (23) depends on the pressure existing in the chamber (21), while d the piston (20) and the valve

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part (24) an inlet connected to the outlet Form a passage through which the flow of fuel into the chamber is blocked when the fuel pressure in it assumes a controllable value.

2. The fuel injector according to claim 1, characterized labeled in ze ichnet that locks in the passage a check valve to the passage of fuel from the chamber (21).

3. Fuel injection nozzle according to claim 2, characterized in that the check valve is a ball valve (30) seated in a portion of the passage of the valve (24).

4. Fuel injection nozzle according to claim 3, characterized in that there is an opening (28) in the wall of the bore, and that the valve part (24) is designed with a circumferential groove which is in communication with the chamber (21) by means of a cross connection, being the opening

(28) is connected to the inlet.

5. Fuel injection nozzle according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the piston (20) transmits the force of the elastic means to the valve body (14).